沖壓彎曲模設(shè)計(jì)

1、沖壓彎曲模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)  題 目 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 月 日沖壓彎曲模設(shè)計(jì)摘 要本文介紹的模具實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，使用方便可靠，首先根據(jù)工件圖算工件的展開(kāi)尺寸，在根據(jù)展開(kāi)尺寸算該零件的壓力中心，材料利用率，畫(huà)排樣圖。根據(jù)零件的幾何形狀要求和尺寸的分析，采用復(fù)合模沖壓，這樣有利于提高生產(chǎn)效率，模具設(shè)計(jì)和制造也相對(duì)于簡(jiǎn)單。當(dāng)所有的參數(shù)計(jì)算完后，對(duì)磨具的裝配方案，對(duì)主要零件的設(shè)計(jì)和裝配要求技術(shù)要求都進(jìn)行了分析。在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)外，還包括模具的裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖，工件的加工工藝卡片，工藝規(guī)程卡片，非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝過(guò)程卡片。關(guān)鍵詞：?jiǎn)喂ば蚰?；沖壓

2、 ；設(shè)計(jì)；模具結(jié)構(gòu)；加工工藝目 錄第一章 1 緒論.1 2 沖裁彎曲件的工藝設(shè)計(jì).2 3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式. 24 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算.3 計(jì)算毛坯尺寸 .3 排樣、計(jì)算條料寬度及距的確定.5 搭邊值的確定 條料寬度的確定.7 到料板間距的確定.7 排樣.8 材料利用率的計(jì)算.85 沖裁力的計(jì)算10 計(jì)算沖裁力的公式.10 總的沖裁力、卸料力、推件力、頂件力、彎曲力和總的沖壓力.11 總的沖裁力11 卸料力fq的計(jì)算.12 推料力fq1的計(jì)算12 頂件力fq2的計(jì)算.12 彎曲力fc的計(jì)算.13 總沖壓力的計(jì)算. .146 模具壓力中心與計(jì)算.147 沖裁間隙的確定158 刃口尺寸的

3、計(jì)算16 刃口尺寸計(jì)算的基本原則.16 刃口尺寸的計(jì)算.17 計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸.18 沖裁刃口高度.21 彎曲部分刃口尺寸的計(jì)算.21 最小彎曲半徑21 彎曲部分工作尺寸的計(jì)算229 模具總的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25 模具類(lèi)型的選擇.25 定位方式的選擇.25 卸料方式的選擇.25 導(dǎo)向方式的選擇.2510 主要零部件的設(shè)計(jì).26 工作零件的設(shè)計(jì).26 凹模的設(shè)計(jì)26 凸凹模的設(shè)計(jì)27 外形凸模的設(shè)計(jì) .27 內(nèi)孔凸模的設(shè)計(jì)28 彎曲凸模的設(shè)計(jì)28 卸料部分的設(shè)計(jì).29 卸料板的設(shè)計(jì) .29 卸料彈簧的設(shè)計(jì).29 定位零件的設(shè)計(jì).31 模架及其他零部件的設(shè)計(jì).31 上下模座.31 模柄.32 模具的

4、閉合高度.3211 模具總裝圖.3312 壓力機(jī)的選擇 33總結(jié).34致謝.35參考文獻(xiàn).36附錄.37附錄1 沖壓模具裝配工序卡片.37 附錄2 非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝過(guò)程.38 附錄3 沖孔凸模加工工藝過(guò)程.39 附錄4 凸凹模加工工藝卡片.40 附錄5 空心墊板的加工工藝過(guò)程.41附錄6 彎曲凸模加工工藝過(guò)程.41附錄7 部分標(biāo)準(zhǔn)公差值.42附錄8 j23系列開(kāi)式可輕壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù).431 緒 論 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適

5、應(yīng)不同用戶(hù)的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專(zhuān)用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。2 沖裁彎曲件的工藝分析 圖2-1所示為托架示意圖材料：2

6、0鋼厚度：，生產(chǎn)批量：年生產(chǎn)量8萬(wàn)件該材料，強(qiáng)度比15號(hào)鋼稍高，很少淬火，無(wú)回火脆性。冷變形塑性高、一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時(shí)厚度小，外形要求嚴(yán)格或形狀復(fù)雜的制件上易發(fā)生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態(tài)較退火狀態(tài)好、一般用于制造受力不大而韌性要求高的。 適合拉伸。 尺寸精度：零件圖上的尺寸除了四個(gè)孔的定位尺寸標(biāo)有偏差外，其他的形狀尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可安it14級(jí)確定工件的公差。 經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：Ø100 +0。36 Ø50 +0。30 25± 三個(gè)孔的位置公差為：36± 30± 工

7、件結(jié)構(gòu)形狀：制件需要進(jìn)行落料、沖孔、彎曲三道基本工序，尺寸較小。結(jié)論：該制件可以進(jìn)行沖裁制件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證磨具的復(fù)雜程度和模具的壽命。3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案;(1) 落料彎曲沖孔；單工序模沖壓(2) 落料沖孔彎曲；單工序模沖壓。(3) 沖孔落料彎曲；連續(xù)模沖壓。(4) 沖孔落料彎曲；復(fù)合模沖壓。方案（1）工序模沖裁，在實(shí)際生產(chǎn)中大量應(yīng)用，由于節(jié)約成本，采用此方案。（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量

8、大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又因落料在前彎曲在后，必然使彎曲時(shí)產(chǎn)生很大的加工難度，因此，不宜采用該方案。方案（4）屬于復(fù)合沖裁模，采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒(méi)有連續(xù)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但是成本高，難維護(hù)，故不宜采用。根據(jù)分析采用方案（1）單工序模沖壓。 4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類(lèi)型的選擇      由沖壓工藝分析可知，采用單工序

9、模沖壓，所以模具類(lèi)型為單工序模。定位方式的選擇   因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷(xiāo)，有側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用導(dǎo)正銷(xiāo)定距。卸料方式的選擇  因?yàn)楣ぜ虾駷?，相?duì)較薄，卸料力不大，故可采用彈性料裝置卸料。導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該單工序模采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。5 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算計(jì)算毛坯尺寸相對(duì)彎曲半徑為：r/t=1式中：r彎曲半徑（mm）t材料厚度（mm） 求變形區(qū)中性層曲率半徑（mm）。 =r0+kt 公式(51) 式中：r0內(nèi)彎曲半徑 t材料厚度 k中性層系數(shù)表51 板料彎曲中性層系數(shù)

10、r0/tk1(v)k2(u)k3(o)r0/t234568k1(v)k2(u)k3(o)查表51，k=根據(jù)公式51 = r0+kt =+ =（mm） 圖51 計(jì)算展開(kāi)尺寸示意圖根據(jù)零件圖上得知，圓角半徑較大（r>），彎曲件毛坯的長(zhǎng)度公式為： lo= l直+l彎 公式（52） 式中： lo彎曲件毛坯張開(kāi)長(zhǎng)度 （mm） l直彎曲件各直線部分的長(zhǎng)度 （mm） l彎 彎曲件各彎曲部分中性層長(zhǎng)度之和（mm）在圖51中： l直=9+22+9=66（mm）公式（53） l彎 =2=（mm） lo= l直+l彎=66+=（mm） 取 lo=80（mm）根據(jù)計(jì)算得：工件的展開(kāi)尺寸為30x80（mm）,如圖

11、42所示。圖52 尺寸展開(kāi)圖排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定搭邊值的確定排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱(chēng)為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。表52 搭邊a和a1數(shù)值材料厚度圓件及r2t的工件矩形工件邊長(zhǎng)l50mm矩形工件邊長(zhǎng)l50mm或r2t的工件工件間a沿邊a1工件間a沿邊a1工件間a沿邊a112搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，

12、但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表52給出了鋼（%）的搭邊值。該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表52中查出：兩制件之間的搭邊值a=（mm）,側(cè)搭邊值a1=(mm)。條料寬度的確定計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。條料寬度公式：b=（d+2a） 公式（54）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為，見(jiàn)表43條料寬度偏差。d條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。a側(cè)搭邊值。查表53條料寬度偏差為根據(jù)公式54 b=（d+2a） =（80+2×） =表53 條料

13、寬度公差(mm)條料寬度b/mm材料厚度t/mm1>12>23ccc50>50100>100150 導(dǎo)板間間距的確定導(dǎo)料板間距離公式： a=b+z 公式（55）z導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙（mm）；查表54得z=5mm 根據(jù)公式55 a= b+z =+5 =（mm）表54 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙zmin（mm）材料厚度t/mm有 側(cè) 壓 裝 置條 料 寬 度b/mm100以下100以上112233445555555888888 排樣根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排

14、、多排等多重形式。采用少、無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。由于設(shè)計(jì)的零件是矩形零件，且二個(gè)孔均有位置公差要求，所以采用有費(fèi)料直排法。圖53 排樣圖材料利用率的計(jì)算：沖裁零件的面積為： f=長(zhǎng)×寬=80×30=2400(mm2)毛坯規(guī)格為：600×1200（mm）。送料步距為：h=da1=30+=（mm）一個(gè)步

15、距內(nèi)的材料利用率為： n11=(nf/bh)×100%n為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。 n11=(nf/bh)×100% =（1×2400/×）×100% =%橫裁時(shí)的條料數(shù)為： n1 =1200/b=1200/= 可沖14條，每條件數(shù)為： n2 =(600-a)/h=/ = 可沖18件，板料可沖總件數(shù)為： n=n1×n2=18x14=252(件)板料利用率為： n12=(nf/600×1200) =(252×2400/600×1200) ×100% =84%縱裁時(shí)的條料數(shù)為： n1=600/b =6

16、00/ = 可沖7條，每條件數(shù)為： n2=(1200-a)/h =/ = 可沖37件，板料可沖總件數(shù)為： n=n1×n2=7×37=259（件）板料的利用率為： n12=(nf/600×1200) =(259×2400/600×1200) ×100% =% 橫裁和縱裁的材料利用率一樣，該零件采用縱裁法。6 沖裁壓力和壓力中心的確定計(jì)算沖裁力的公式 計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力f p一般可以按下式計(jì)算：fp=kptl 公式（61） 式中 材料抗剪強(qiáng)度，見(jiàn)附表（mpa）；l沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）；t材料厚度（mm）;系數(shù)kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)kp，一般取13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度r時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度b代替，而取kp=的近似計(jì)算法計(jì)算。根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出ly21y的抗剪強(qiáng)度為280310(mpa)，取=300(